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Verfahren und Einrichtung zum Gleichrichten der Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere bei der Erzeugung von Betriebsgasen für Verbrennungskraftmaschinen.
Bei vielen mit Mischgasen (Kraftgasen) arbeitenden Anlagen und Maschinen machen sich die Druckunterschiede der Mischungsbestandteile des Mischgases ausserordentlich unangenehm fühlbar. Diese Druckunterschiede sind mitunter sehr beträchtlich ; sie ergeben sich aus Unregelmässigkeiten in der Erzeugung, Ungleichmässigkeiten bei der Gasentnahme (Ansaugen vom Motor) und aus Unregelmässigkeiten, die durch die Festlegung einer oberen und unteren Druckgrenze bei der Regelung des zu erzeugenden Gases bedingt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren samt Einrichtung zu schaffen, das auf ausserordentlich einfache und selbsttätige Weise das Gleichrichten der Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere zur Erzeugung von Betriebsgasen für Ver- brennungskraftmaschinen, ermöglicht.
Der Erfindung gemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem mit Flüssigkeit gefüllten kommunizierenden Gefäss durch den Überdruck des Gases höherer Spannung gegen- über den Gasen niederer Spannung eine Flüssigkeitssäule erzeugt wird, durch die das Gas höherer Spannung unter Vernichtung seines'Überdruckes derart durchgeleitet wird, dass es über der Flüssigkeitssäule mit der Spannung des Gases niederen Druckes aufgefangen werden kann.
Unter Zugrundelegung dieses Arbeitsverfahrens lassen sich sehr einfache und dabei ausserordentlich empfindliche"Gleichdruckrichter"schaffen, die sowohl beim Betriebe von ortsfesten als beweglichen Anlagen mit grossem Vorteil verwendet werden können, Das Wesen der nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen besteht darin, dass in der durch den Überdruck des Gases höherer Spannung erzeugten Flüssigkeitssäule eine in der Höhenrichtung, verstellbare Ausströmdüse für das Gas höherer Spannung vorgesehen wird, die durch von dem. Druck des Gases höherer Spannung beeinflusste Mittel stets zwangläufig auf den unteren Spiegel der Flüssigkeitssäule eingestellt wird.
Die Vorrichtungen werden mit eigenartigen zusätzlichen Einstellvorrichtungen ausgestattet, durch-welche die Lage der Ausströmdüse in der Flüssigkeitssäule leicht verändert wird.
Die'Zeichnung veranschaulicht in schematischer Weise die Erfindung in beispielsweisen . Ausführungsformen. Fig. i zeigt eine Ausführungsform des Gleichdruckrichters in Vertikalschnitt, Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Gleichdruckrichters in Vertikalschnitt, Fig. 3 veranschaulicht einen Horizontalschnitt nach Linie III-III der Fig. 2.
1 ist ein kommunizierendes Gefäss beliebiger Ausgestaltung. Dieses Gefäss besteht bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Behälter 2 von beispielsweise runder Form.
Auf dem Flansch 3 des Behälters ist eine ringförmige Kammer 4 aufgesetzt. An diese Kammer ist ein Rohr J angeschlossen, das mit einem nicht dargestellten Gasgenerator in Verbindung steht. Auf dem mittleren Flansch 6 des Behälters ist eine Kammer 7 aufgesetzt, an die, ein mit der Luft in Verbindung stehender Stutzen 8 angeschlossen ist. Auf den Oberteilen der Kammer 4 sind eine oder mehrere Rohrleitungen 10 aufgesetzt, die in einen Sammelkopf 11 münden. Von dem Sammelkopf 11 zweigt eine durch die Kammer 7 geführte Rohrleitung 12 ab, in deren unteren
Mündung ein Rohrstück 13 teleskopartig eingesteckt ist. Das Rohrstück 13 besitzt eine nach aufwärts gerichtete Öffnung 14, die im nachstehenden kurz "Ausströmdüse" bezeichnet werden soll.
Auf die Ausströmdüse wirken Steuermittel beliebiger Art ein, durch welche die Lage der
Ausströmdüse im kommunizierenden Gefäss in später zu erläuternder Weise zwangläufig ein- gestellt wird. Zur Erreichung dieses Zweckes wird bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungs- beispiel die Ausströmdüse 14 von einer Schwimmervorrichtung 20 getragen, die in der im kommunizierenden Gefäss befindlichen Flüssigkeit in stabiler Gleichgewichtslage schwimmt. Die
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befestigt ist. In der Kammer 7 ist eine Auffangkammer 25 für das aus der Düse 14 ausströmende Gas vorgesehen, die von einer in dem Behälter 7 eingebauten Wand 26 gebildet wird. An die Kammer 26 und an den mit Luft gefüllten Teil des Behälters 7 ist je ein Rohr 27 bzw. 28 angeschlossen.
Diese Rohre sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu einem gemeinsamen Formstück ausgestaltet und an ein Ableitungsrohr 29 angeschlossen, das zur Verbrauchsstelle, z. B. zum Motor, führt. Die Anschlussöffnung 27', 28'der Röhren 27, 28 sind, enger gehalten als die lichten Weiten der Rohre 27 und 28 ; die Anschlussöffnung 27'entspricht ungefähr der lichten Weite der Düse 14, die Anschlussöffnung 28'ist ungefähr gleich der
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kommunizierenden Gefäss ermöglichen. Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Reglervorrichtung aus einem ausserhalb des kommunizierenden Gefässes angeordneten, beaufschlagbaren Körper 30, der zweckmässig durch ein Gestänge 31 mit der die Ausströmdüse 14 tragenden Schwimmervorrichtung 20,22 gekuppelt ist.
Der Reglerkörper 30 wird durch eine um die Achse 33 verschwenkbare Düse 34 beaufschlagt, die zweckmässig durch von Druckspeichern der Anlage oder der Maschine entnommene Druckmittel (z. B. die Auspuffgase der Verbrennungskraftmaschine) gespeist wird. In Fig. I stellt 36 die Zuführleitung für das Druckmittel (z. B. Auspuffgase) und 37 das Gestänge zum Verschwenken der Düse 34 dar.
Wenn durch das Rohr 5 kein-Gas in den Apparat eingeführt wird, stellt sich die Flüssigkeit im kommunizierenden Gefäss 1 auf den Spiegel A-A ein. Wird Gas eingeleitet, so wird die Flüssigkeit in dem Behälter 4 herabgedrückt und im Behälter 7 zum Steigen gebracht. Hierdurch entsteht eine Flüssigkeitssäule h, deren Höhe das Mass des Druckunterschiedes zwischen dem im Behälter 4 eingeleiteten Gas und dem im Behälter 7 befindlichen Gas (z. B. Luft) ist (Druckwassersäule).
Wird angenommen, dass die Schwimmervorrichtung 20,22 derart eingestellt ist, dass die von ihm getragene Ausströmdüse 14 im Spiegel B-B, also im unteren Spiegel der Flüssigkeitssäule h liegt,-so ergibt sich folgende Wirkungsweise der Vorrichtung.
Das in der Kammer 4 befindliche Gas höherer Spannung strömt unter gleichzeitiger Erzeugung der Flüssigkeitssäule h auf dem Wege 10, 11, 12, 13 zur Ausströmdüse 14 und gurgelt, die Flüssigkeitssäule h überwindend, in tire Auffangkammer 25. Bei dieser Überwindung der Flüssigkeitssäule wird Druck vom Gas höherer Spannung verzehrt, und zwar genau so viel,
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kammer 25 strömt das Gas durch die Rohrleitung 27 in das Formstück 27, 28, mischt sich daselbst mit dem Gas niederer Spannung und wird durch das Rohr 29 der Verbrauchsstelle (z. B. Motor) zugeführt.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet ganz selbsttätig, da die kleinste Änderung des Druckunterschiedes die Höhe der Flüssigkeitssäule h sofort ver- ändert und diese Veränderung zwangläufig die Vernichtung des veränderten Überdruckes zur Folge hat. Ungewünschte Spannungsabfälle der Gase vor ihrer Vermischung werden vermieden, da die Eintrittsöffnungen 27', 28'der Gasableitungsrohre kleiner sind als die lichten Weiten der Rohre 27, 28. Die Einstellung und Regelung der Lage der Ausströmdüse 14 lässt sich auf ausserordentlich empfindliche und einfache Weise bewirken, da bei Beaufschlagung des Regelkörpers 30 mit Druckmitteln die Lage des Schwimmers 20, 21 und mit ihr auch die Lage der Ausström- düse 14 im kommunizierenden Gefäss geändert wird.
Die Abstufung der Regelbarkeit ist bei der eingangs beschriebenen Einrichtung eine-sehr grosse, da durch geringe Ver- schwenkungen der Düse 34 die Beaufschlagung des Reglerkörpers innerhalb weiter Grenzen geändert werden kann.
Die Einrichtung gemäss Fig. 62 ist nach den gleichen Grundsätzen gebaut. Z, 2, 4, 7 ist das kommunizierende Gefäss, 5 die Zuführleitung für das Gas höherer Spannung, 8 die Zuführleitung für das Gas niederer Spannung. 20,22 ist der Schwimmer, der in der Flüssigkeit 21 schwimmt. 25 ist die Auffangkammer, 26 ihre Scheidewand, 27, 28 die zum Abführrohr 29 führenden Entnahmeleitungen,
Die Zuleitungsrohre zur Ausströmdüse 14 sind bei dieser Ausführungsform an oder in Teilen des Schwimmers verlegt. Zu diesem Zwecke sind-in den Schwimmerkörpern 20 oben offene Röhren 40 eingesetzt, die in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zwischen den Schienen 22' des Schwimmerarmes 22 verlaufen.
Die Röhren 40 sind durch ein Gabelstück 41 miteinander verbunden, an das ein mit einem auf und ab steigenden Ast 42, 43 versehenes Rohr angesetzt ist. In dem untersten Ende des absteigenden Astes 43 ist die nach aufwärts gekrümmte Ausströmdüse 14 vorgesehen. Die Höhe der. Rohräste 42, 43 ist so bemessen, dass ihr Scheitel 50 über dem oberen Spiegel C-C der Flüssigkeitssäule h zu liegen kommt.
Die Reglervorrichtung für die Einstellung und zusätzliche Regelung der Niveaulage der Ausströmdüse 14 ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mechanisch ausgeführt.
Sie besteht aus einer auf die Anschläge 55 einwirkenden Druckhebelvorrichtung, die beispiels- weise aus einer das Gestänge 31 mit Spiel umfassenden Gabel 56, einem um die Achse 57 schwingenden Hebel 58 besteht, an dessen Arm 59 das Gestänge 37 zum Verschwenken der Hebelvorrichtung angreift. Der Reglerkörper 30 ist durch ein Gestänge 31 mit dem Arm 22 des Schwimmers gekuppelt.
Beim Einlassen von Gas höherer Spannung in das Rohr 5 stellt sich die Flüssigkeit 21
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nahezu reibungsloser Gleichdruckrichter geschaffen, der sowohl für stabile als auch mobile Anlagen auf ausserordentlich einfache Weise das Gleichrichten verschiedener Drücke von Gasen gewährleistet.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Verfahren zum Gleichrichten der'Drücke von Gasen verschiedener Spannung, insbesondere bei der Erzeugung von Betriebsgasen für Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mit Flüssigkeit gefüllten kommunizierenden Gefäss (2, 7) durch den Überdruck des Gases höherer Spannung gegenüber dem Gase niederer Spannung eine Flüssigkeitssäule (h) erzeugt wird, durch die das Gas höherer Spannung unter Vernichtung seines Überdruckes derart durchgeleitet wird, dass es über der Flüssigkeitssäule mit dei Spannung des Gases niederen Druckes aufgefangen werden kann.
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Method and device for rectifying the pressures of gases of different voltages, in particular when generating operating gases for internal combustion engines.
In many systems and machines that work with mixed gases (power gases), the pressure differences between the components of the mixed gas are extremely uncomfortable. These pressure differences are sometimes very considerable; they result from irregularities in the generation, irregularities in the gas extraction (suction from the engine) and from irregularities caused by the definition of an upper and lower pressure limit when regulating the gas to be generated.
The invention is based on the object of creating a simple method including a device which enables the pressures of gases of different voltages to be rectified in an extremely simple and automatic manner, in particular for generating operating gases for internal combustion engines.
According to the invention, this object is achieved in that a liquid column is generated in a communicating vessel filled with liquid by the overpressure of the gas of higher voltage compared to the gases of lower voltage, through which the gas of higher voltage is passed through while its overpressure is destroyed that it can be caught above the liquid column with the tension of the low pressure gas.
On the basis of this working method, very simple and extremely sensitive "constant pressure regulators" can be created, which can be used with great advantage in the operation of both stationary and mobile systems. The essence of the devices working according to this method is that in the overpressure of the gas of higher tension generated liquid column in the height direction, adjustable discharge nozzle for the gas of higher tension is provided, which by the. Pressure of the gas of higher tension influenced means is always inevitably adjusted to the lower level of the liquid column.
The devices are equipped with peculiar additional adjustment devices, by means of which the position of the discharge nozzle in the liquid column is slightly changed.
The drawing illustrates the invention schematically in examples. Embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of the constant pressure converter in vertical section, FIG. 2 shows a second embodiment of the constant pressure converter in vertical section, FIG. 3 illustrates a horizontal section along line III-III of FIG.
1 is a communicating vessel of any design. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, this vessel consists of a container 2 of, for example, a round shape.
An annular chamber 4 is placed on the flange 3 of the container. A pipe J is connected to this chamber and is connected to a gas generator (not shown). On the middle flange 6 of the container, a chamber 7 is placed, to which a connecting piece 8 connected to the air is connected. One or more pipes 10, which open into a collecting head 11, are placed on the upper parts of the chamber 4. From the collecting head 11 branches off a pipe 12 guided through the chamber 7, in the lower one
Mouth a pipe section 13 is inserted telescopically. The pipe section 13 has an upwardly directed opening 14, which will be referred to in the following as the "discharge nozzle" for short.
On the discharge nozzle act control means of any kind, through which the position of the
The outlet nozzle in the communicating vessel is inevitably set in a manner to be explained later. To achieve this purpose, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the discharge nozzle 14 is carried by a float device 20, which floats in a stable equilibrium position in the liquid in the communicating vessel. The
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is attached. In the chamber 7 there is provided a collecting chamber 25 for the gas flowing out of the nozzle 14, which is formed by a wall 26 built into the container 7. A tube 27 or 28 is connected to the chamber 26 and to the part of the container 7 filled with air.
In the embodiment shown in the drawing, these pipes are designed to form a common fitting and are connected to a discharge pipe 29 which leads to the point of consumption, e.g. B. to the engine. The connection openings 27 ', 28' of the tubes 27, 28 are kept narrower than the clear widths of the tubes 27 and 28; the connection opening 27 'corresponds approximately to the inside diameter of the nozzle 14, the connection opening 28' is approximately equal to that
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enable communicating vessel. In the embodiment shown in FIG. 1, the regulating device consists of a body 30 that can be acted upon, which is arranged outside the communicating vessel and which is expediently coupled by a linkage 31 to the float device 20, 22 carrying the outflow nozzle 14.
The regulator body 30 is acted upon by a nozzle 34 which can pivot about the axis 33 and which is expediently fed by pressure medium (e.g. the exhaust gases of the internal combustion engine) taken from pressure accumulators of the system or the machine. In Fig. I, 36 represents the supply line for the pressure medium (e.g. exhaust gases) and 37 represents the linkage for pivoting the nozzle 34.
If no gas is introduced into the apparatus through the pipe 5, the liquid in the communicating vessel 1 adjusts itself to the level A-A. If gas is introduced, the liquid in the container 4 is pressed down and made to rise in the container 7. This creates a liquid column h, the height of which is the measure of the pressure difference between the gas introduced into the container 4 and the gas (e.g. air) in the container 7 (pressure water column).
If it is assumed that the float device 20, 22 is set in such a way that the outflow nozzle 14 carried by it lies in the mirror B-B, that is, in the lower mirror of the liquid column h, the following mode of operation of the device results.
The gas of higher tension in the chamber 4 flows with simultaneous generation of the liquid column h on the path 10, 11, 12, 13 to the discharge nozzle 14 and gurgles, overcoming the liquid column h, into the collecting chamber 25. When overcoming the liquid column, pressure is generated by the Consumes gas of higher voltage, exactly as much
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chamber 25, the gas flows through the pipe 27 into the fitting 27, 28, mixes there with the low-voltage gas and is fed through the pipe 29 to the point of consumption (e.g. motor).
The device described above works completely automatically, since the smallest change in the pressure difference changes the height of the liquid column h immediately and this change inevitably results in the destruction of the changed overpressure. Unwanted voltage drops in the gases before they are mixed are avoided, since the inlet openings 27 ', 28' of the gas discharge pipes are smaller than the clear widths of the pipes 27, 28. The setting and regulation of the position of the discharge nozzle 14 can be effected in an extremely sensitive and simple manner , since when pressure means are applied to the regulating body 30, the position of the float 20, 21 and with it the position of the discharge nozzle 14 in the communicating vessel is changed.
The gradability of the controllability is very large in the device described at the outset, since the action of the regulator body can be changed within wide limits by slight pivoting of the nozzle 34.
The device according to FIG. 62 is built according to the same principles. Z, 2, 4, 7 is the communicating vessel, 5 the feed line for the higher voltage gas, 8 the feed line for the lower voltage gas. 20,22 is the swimmer who swims in the liquid 21. 25 is the collecting chamber, 26 its partition, 27, 28 the extraction lines leading to the discharge pipe 29,
In this embodiment, the supply pipes to the discharge nozzle 14 are laid on or in parts of the float. For this purpose, tubes 40 which are open at the top and which run between the rails 22 ′ of the float arm 22 in the manner shown in FIG. 3 are inserted in the float bodies 20.
The tubes 40 are connected to one another by a fork piece 41 to which a tube provided with an up and down branch 42, 43 is attached. In the lowermost end of the descending branch 43 the upwardly curved discharge nozzle 14 is provided. The high of. Pipe branches 42, 43 are dimensioned such that their apex 50 comes to lie above the upper level C-C of the liquid column h.
The regulator device for the setting and additional regulation of the level position of the discharge nozzle 14 is designed mechanically in the embodiment shown in FIG.
It consists of a pressure lever device acting on the stops 55, which consists, for example, of a fork 56 comprising the rod 31 with play, a lever 58 swinging about the axis 57, on whose arm 59 the rod 37 engages to pivot the lever device. The regulator body 30 is coupled to the arm 22 of the swimmer by a linkage 31.
When a gas of higher tension is admitted into the tube 5, the liquid 21 arises
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Almost frictionless equal pressure regulator created, which ensures the rectification of different pressures of gases in an extremely simple way for both stable and mobile systems.
PATENT CLAIMS: i. Method for rectifying the pressure of gases of different voltages, in particular when generating operating gases for internal combustion engines, characterized in that a liquid column is created in a communicating vessel (2, 7) filled with liquid due to the overpressure of the gas of higher voltage compared to the gas of lower voltage (h) is generated, through which the gas of higher tension is passed with the destruction of its excess pressure in such a way that it can be collected above the liquid column with the tension of the gas of lower pressure.